生物技术在园艺植物.docVIP

河南科技大学教案首页 课程名称 园艺植物育种学 计划学时 4 授课章节 第十一章 生物技术在园艺植物育种中的应用 教学目的和要求： 掌握生物技术在园艺植物育种中的应用。 教学基本内容： 第一节 组织与器官培养 第二节 花药与花粉培养 第三节 原生质体培养 体细胞杂交 植物细胞突变体的离体筛选 第六节 基因工程与育种 第七节 分子标记与育种 教学重点和难点： 基因工程与育种；分子标记与育种 授课方式、方法和手段： 1.多媒体结合板书。 2.布置学生自学查找资料。 3.展示图片资料。 作业与思考题： 1.基本概念：生物技术、组织培养、外植体、体细胞杂交、体细胞无性系变异、基因工程、分子标记 2.简述各项生物技术方法在园艺植物育种中的主要应用。 第十一章 生物技术在园艺植物育种中的应用 生物技术(Biotechnology)是以生命科学为基础，利用生物体的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，以及与工程原理相结合进行加工生产，为社会提供商品和服务的一个综合性技术体系。生物技术是在分子生物学和细胞生物学基础上结合现代工程学的方法和原理而发展起来的一门综合性科学技术。 植物组织培养（Plant Tissue Culture；In Vitro Culture）：将植物离体器官、组织或细胞等外植体，在适宜的人工培养基和无菌条件下，给予光照、温度等环境条件并培养，使其生长、增殖、发育形成小植株的方法。 狭义的组织培养往往仅指愈伤组织培养，广义的组织培养指各种类型的植物无菌培养技术。组织培养概念多指广义上的组织培养技术，包括胚胎培养、器官培养、组织培养(愈伤组织培养)、细胞培养、原生质体培养等。 第一节 组织与器官培养 组织与器官培养的类别 组织与器官培养(tissue and organ culture)：茎尖和分生组织培养；胚培养；胚珠和子房培养；胚乳培养；离体叶的培养。 相关专业术语 细胞全能性(Totipotency)：一个细胞所具有的产生完整生物个体的固有能力。 外植体(explant)：用于培养的离体材料。 愈伤组织(callus)：在培养过程中,从植物各种器官、组织的外植体增值而形成的一种无特定结构和功能的细胞团。 胚状体(embryoid)：由外植体或愈伤组织产生的,与正常受精发育方式类似的胚胎结构。 继代培养(subculture)：对外植体增殖的培养物(包括细胞、组织或其切段)通过更换新鲜培养基及不断切割或分离，进行连续多代培养。 组织和器官培养全过程可分四个阶段：无菌培养物的建立、营养繁殖体的增殖、生根、植株移栽。各个阶段在培养基，生长调节剂的配比和浓度，培养方式和环境上都不同的要求。 组织和器官培养在育种中的作用 加快园艺植物新品种和良种繁殖速度；培养无病毒苗木；诱发和离体筛选突变体；进行种质资源长期保存和远距离运输；获得倍性不同的植株；克服种子发育和萌发中的障碍；克服远源杂交困难；提供育种中间材料。 第二节　花药与花粉培养 花药培养：其外植体为植物雄性生殖器官的一部分，就培养方法和技术来讲，属于器官培养的范畴。 花粉培养：将处于一定发育阶段的花粉从花药中分离，再加以离体培养。有时花粉培养也称为小孢子培养(microspore culture)。从培养方法和技术方面来讲，它属于细胞培养的范畴。 花药培养的基本程序：外植体选择－外植体(花蕾)预处理—外植体消毒—剥取花药—接种—诱导培养—分化培养。 在离体培养条件下要使花药中的花粉改变其正常发育方向而形成单倍体植株，需要各种因素共同调节和控制。 外因方面：培养基的成分，外源激素的种类，糖的浓度 内因方面：主要决定于花药中花粉发育时期 培养基：花药培养常用的基本培养基：MS（Murashigc Skoog，1962）；Nitsch(Nitsch，1969)； N6(朱至清，1974)；B5(Gamborg et al.，1976)。附加成分：蔗糖，激素。 花药培养常用的激素 细胞分裂素类：BA— 6-benzyladenin；KT— kinetin；Zeatin。 生长素类：NAA—naphthalene acetic acid；IAA—indole-3-acetic acid；2,4-D— 2,4-dichlorophenoxyacetic acid。 蔗糖：蔗糖在花药诱导培养阶段的功能主要是：提供C源；维持适宜的渗透压；抑制花药壁的分裂而促进花粉细胞分裂。 表：番茄花药培养对蔗糖浓度的诱导反应 花粉发育时期 四分体 — 小孢子 — 单核花粉—双核花粉 最适期 花粉及小孢子培养 1．取材时期的确定 ?四分体—单核早期—单核晚期—双核早期—双核晚期—三核期 花药